JP5712699B2 - 操作盤 - Google Patents

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Description

本発明は、設備機械の制御装置に接続して使用される操作盤に関する。
一般的に、設備機械の操作盤は、設備機械を動作させる操作スイッチと、設備機械の動作状態を表示するランプと、操作表示装置とを備え、設備機械の動作を制御する制御装置とはパラレル信号線及びシリアル信号線により接続されている(例えば、特許文献1を参照)。ここで、パラレル信号線とは、操作スイッチやランプなどをパラレルに直接制御装置に接続する信号線である。シリアル信号線とは、操作スイッチやランプなどの信号を制御装置との間で通信などによりシリアルに伝送する信号線である。
操作表示装置の画面上には、画面上のタッチ動作により設備機械を動作させることができるタッチスイッチと、設備機械の動作状態を画面上に表示する画面ランプとが設けられ、表示画面を作成するソフトウエアにより、動作させたい対象、表示させたい動作状態に応じ、タッチスイッチ及び画面ランプが自由に設定可能になっている。タッチスイッチ及び画面ランプの信号は、シリアル信号線により制御装置との間で伝送される。
操作盤と制御装置との接続に用いられる信号線は、設備機械の基本的な運転操作に必要な操作スイッチ及びランプ、例えば、運転準備操作を行なうスイッチ、運転中を表示するランプなどのように重要度が高い動作に関するものについてはパラレル信号線とし、操作表示装置についてはシリアル信号線としている。
これにより、信号線の数を減らし、省配線化している。
特開2000−738号公報
しかしながら、上述した操作盤は、設備機械によっては基本的な運転操作や重要度が高い動作が異なり、それによって操作スイッチ及びランプの配置が異なる。これにより、操作盤は、制御装置との間での、操作スイッチ及びランプのパラレル信号線と、タッチスイッチ及び画面ランプのシリアル信号線との配分が設備機械によっては異なるために汎用化できず、設備機械によっては専用の操作盤を必要としている。その結果、操作盤がコスト高となり、各種設備機械に使用する操作盤の低コスト化が課題となっていた。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、汎用化するために操作盤と制御装置との間でのパラレル信号線とシリアル信号線との配分の自由度を高くする構成とし、各種設備機械に共用することにより低コストの操作盤を提供することを目的とする。
請求項1に係る操作盤の構成上の特徴は、設備機械を動作させる複数の操作スイッチからなるスイッチ群と、
前記設備機械の状態を表示する複数のランプからなるランプ群とを有し、
前記設備機械の動作を制御する制御装置に接続して使用する操作盤において、
前記スイッチ群の信号をパラレルで前記制御装置に接続し、且つ前記制御装置から出力されるランプ表示信号をパラレルで前記ランプ群に接続するパラレル信号線と、
接続されるパラレルの前記スイッチ群の信号をシリアル信号に変換し、且つシリアル信号の前記ランプ表示信号をパラレル信号に変換して前記ランプ群に接続する通信制御部と、
前記通信制御部と前記制御装置とを接続するシリアル信号線と、
前記スイッチ群の信号のうち一部を、前記パラレル信号線又は前記通信制御部のいずれかに接続可能に切換えるスイッチ切換部と、
前記ランプ群の信号のうち一部を、前記パラレル信号線又は前記通信制御部のいずれかに接続可能に切換えるランプ切換部とを備えることである。
請求項1の操作盤によれば、スイッチ群及びランプ群ともにそれぞれの信号のうち一部を、パラレル信号線又はシリアル信号線のいずれかに接続可能に切換えることができるので、操作盤と制御装置との間での操作スイッチ及びランプのパラレル信号線とシリアル信号線との配分の自由度を高くすることができる。
請求項2に係る操作盤の構成上の特徴は、前記シリアル信号線は、USBケーブル又はイーサネットケーブル(「イーサネット」は登録商標)からなることである。
請求項2の操作盤によれば、シリアル信号線として汎用のUSBケーブル及びイーサネ
ットケーブルを用いるので、配線作業が容易である。
本発明によれば、スイッチ群及びランプ群ともにそれぞれの信号のうち一部を、パラレル信号線又はシリアル信号線のいずれかに接続可能に切換えることができるので、操作盤と制御装置との間でのパラレル信号線とシリアル信号線との配分の自由度を高くすることができる。これにより、汎用化して各種設備機械に共用することにより低コストの操作盤を提供することができる。
本発明の実施形態の操作盤のハード構成図である。 本発明の実施形態の操作盤の機能ブロック図である。 本発明の実施形態の操作パネルの切換部を説明する図である。 本発明の実施形態の操作パネルの切換部を説明する図である。
以下、本発明の操作盤を具体化した実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の実施形態の操作盤30のハード構成図である。
操作盤30は、設備機械(図示せず)の動作を制御する制御装置、例えば、プログラマブルコントローラ(PLC)40に接続され、作業者の操作に基づいてPLC40へ信号を出力し、且つ、PLC40から入力された信号に基づいて表示する。
操作盤30は、押しボタンスイッチ(操作スイッチ)などが装着されている操作パネル10と、画面上をタッチ操作可能なパネルコンピュータ(操作表示装置)20と、操作パネル10とパネルコンピュータ20とを接続するシリアル信号線、例えば、USBケーブル31と、パネルコンピュータ20とPLC40とを接続するシリアル信号線、例えば、イーサネットケーブル(「イーサネット」は、登録商標)41と、操作パネル10に装着されている押しボタンスイッチなどとPLC40とを接続するパラレル信号線42とから構成される。
操作パネル10は、設備機械の状態を表示するランプからなるランプ部15(ランプ類)と、選択操作して設備機械を動作させるために操作する選択スイッチ(操作スイッチ)及び押込み操作して設備機械を動作させるために操作する押しボタンスイッチとからなるスイッチ部16(スイッチ類)を備える。
図2は、本発明の実施形態の操作盤30の機能ブロック図である。
操作パネル10は、ランプ部15と、スイッチ部16と、ランプ部15の一部のランプ及びスイッチ部16の一部の操作スイッチが接続されて、これらのランプ及び操作スイッチの信号をパネルコンピュータ20と通信にてシリアル信号として授受する通信制御部11と、通信制御部11とパネルコンピュータ20との間に介在してUSBケーブル31によりそれぞれから接続される通信接続部12と、ランプ部15の一部のランプ及びスイッチ部16の一部の操作スイッチが接続されて、PLC40とパラレル信号線42にて接続される接続部13と、ランプ部15の一部のランプ及びスイッチ部16の一部の操作スイッチの接続先を、通信制御部11と接続部13とを切換える切換部14とから構成される。
操作パネル10のランプ及び操作スイッチの信号は、シリアル信号については通信接続部12を介してUSBケーブル31により、パラレル信号については接続部13を介してパラレル信号線42によりPLC40に接続されて授受される。
ランプ部15は、接続先を切換え可能なランプLP1と、通信制御部11に接続されるランプLP2、LP3と、接続部13に接続されるランプLP4とを備える。
ランプLP1は、選択された接続先からのランプ表示信号に基づいて表示する。ランプLP2,LP3は、通信制御部11からのランプ表示信号に基づいて表示する。ランプLP4は、接続部13を介してPLC40からのランプ表示信号に基づいて表示する。
スイッチ部16は、接続先を切換え可能な選択スイッチSS1と、通信制御部11に接続される選択スイッチSS2と、接続先を切換え可能な押しボタンスイッチPB1,PB2と、通信制御部11に接続される押しボタンスイッチPB3と、接続部13を介してPLC40に接続される押しボタンスイッチPB4とを備える。
切換部14は、ランプLP1の接続先を切換えるランプ切換部14aと、選択スイッチSS1及び押しボタンスイッチPB1,PB2の接続先をそれぞれ切換えるスイッチ切換部14bとからなる。ランプ切換部14aはランプLP1の接続先を切換えるSW1からなる。スイッチ切換部14bは、選択スイッチSS1の接続先を切換える切換スイッチSW2と、押しボタンスイッチPB1,PB2の接続先をそれぞれ切換える切換スイッチSW3,SW4とからなる。
切換スイッチSW1は、ランプLP1との接続点P1が、通信制御部11との接続点P1a、又は接続部13との接続点P1bのどちらか一方に接続されて、ランプLP1の接続先を切換える。切換スイッチSW2〜SW4も切換スイッチSW1に同じく、それぞれ選択スイッチSS1、押しボタンスイッチPB1,PB2の接続先を切換える。
ランプ切換部14aに含まれる切換スイッチの個数と、スイッチ切換部14bに含まれる切換スイッチの個数は、操作盤30を適用する対象設備機械の仕様から適正な数を決定する。
通信制御部11は、切換スイッチSW2を介した選択スイッチSS1と、切換スイッチSW3を介した押しボタンスイッチPB1と、切換スイッチSW4を介した押しボタンスイッチPB2と、選択スイッチSS2と、押しボタンスイッチPB3とが接続され、通信接続部12とパネルコンピュータ20とを介して通信によりこれらの操作スイッチのシリアル信号をPLC40に出力する。また、通信制御部11は、切換スイッチSW1を介したランプLP1と、ランプLP2,LP3とが接続され、パネルコンピュータ20と通信接続部12とを介して通信によりPLC40からシリアル信号のランプ表示信号を入力して、これらのランプ表示信号に基づいてこれらのランプを駆動する。
パネルコンピュータ20は、画面上をタッチ操作可能な操作表示部21と、PLC40にイーサネットケーブル41にて接続してシリアル信号を授受し、操作表示部21のタッチ操作及び画面上の表示を制御する操作表示制御部22と、通信接続部12にUSBケーブル31にて接続し、且つ、PLC40にイーサネットケーブル41にて接続して、通信制御部11とPLC40との間でシリアル信号を中継処理する中継処理部23とから構成される。
操作表示部21は、画面上に操作表示制御部22から入力するランプ表示信号に基づいて設備機械の状態を画面上に表示する画面ランプ(図示せず)と、画面上のタッチ操作によりタッチ操作信号を操作表示制御部22へ出力することにより設備機械を動作させることができるタッチスイッチ(図示せず)とが設けられている。これらの画面ランプ及びタッチスイッチは、表示画面を作成するソフトウエア(図示せず)により、動作させたい対象、表示させたい動作状態に応じて自由に設定可能になっている。
操作表示制御部22は、操作表示部21から入力するタッチ操作信号をPLC40に出力し、PLC40から入力するランプ表示信号を操作表示部21に出力する。
中継処理部23は、通信制御部11から選択スイッチSS1,SS2及び押しボタンスイッチPB1〜PB3の信号を入力してPLC40へ出力し、また、PLC40からランプLP1〜LP3を表示するランプ表示信号を入力して通信制御部11へ出力する。
これにより、操作盤30は、選択スイッチSS1及び押しボタンスイッチPB1,PB2の信号の出力先を、それぞれスイッチ切換部14bの切換え選択により、通信制御部11と中継処理部23とを介して通信によりシリアル信号としてPLC40へ、又はパラレル信号として直接PLC40へのいずれかに接続可能に切換えることができるので、操作盤30とPLC40との間での操作スイッチのパラレル信号線42とシリアル信号線31,41との配分の自由度を高くすることができる。
また、操作盤30は、ランプLP1を表示するランプ表示信号の入力元を、ランプ切換部14aの切換え選択により、通信制御部11と中継処理部23とを介して通信によりシリアル信号としてPLC40から、又はパラレル信号として直接PLC40からのいずれかに接続可能に切換えることができるので、操作盤30とPLC40との間でのランプのパラレル信号線42とシリアル信号線31,41との配分の自由度を高くすることができる。
次に、切換部14の作用について第1の切換例に基づき説明する。
図3は、本発明の実施形態の操作パネル10の切換部14を説明する図である。
ランプLP1の接続先を切換える切換スイッチSW1は、接続点P1と接続点P1bが接続されている。これにより、ランプLP1は接続部13に接続され、パラレル信号線42によりPLC40に接続される。そして、ランプLP1は、接続部13を介してPLC40から入力するランプ表示信号に基づいて表示する。
選択スイッチSS1の接続先を切換える切換スイッチSW2は、接続点P2と接続点P2bが接続されている。これにより、選択スイッチSS1は接続部13に接続され、パラレル信号線42によりPLC40に接続される。そして、選択スイッチSS1の信号は、接続部13を介してPLC40へ出力される。
押しボタンスイッチPB1の接続先を切換える切換スイッチSW3は、接続点P3と接続点P3bが接続されている。これにより、押しボタンスイッチPB1は接続部13に接続され、パラレル信号線42によりPLC40に接続される。そして、押しボタンスイッチPB1の信号は、接続部13を介してPLC40へ出力される。
押しボタンスイッチPB2の接続先を切換える切換スイッチSW4は、接続点P4と接続点P4bが接続されている。これにより、押しボタンスイッチPB2は接続部13に接続され、パラレル信号線42によりPLC40に接続される。そして、押しボタンスイッチPB2の信号は、接続部13を介してPLC40へ出力される。
ランプLP2,LP3は、通信制御部11に接続され、通信接続部12を介して通信によりPLC40から入力するランプ表示信号に基づいて表示する。ランプLP4は、接続部13を介してPLC40から入力するランプ表示信号に基づいて表示する。
選択スイッチSS2及び押しボタンスイッチPB3は、通信制御部11に接続され、これらの操作スイッチの信号は通信接続部12を介して通信によりPLC40へ出力される。押しボタンスイッチPB4の信号は、接続部13を介してPLC40へ出力される。
これにより、接続部13におけるPLC40とパラレル信号を授受するパラレル信号表H2は、操作パネル10が入力する信号Q10,Q11はそれぞれランプLP1,LP4のランプ表示信号となり、操作パネル10が出力する信号I10〜I13はそれぞれ選択スイッチSS1,押しボタンスイッチPB1,PB2,PB4の操作スイッチの信号となる。そして、これらのランプ及び操作スイッチがPLC40とパラレル信号線42により直接接続されてパラレル信号を授受する。
また、通信接続部12におけるPLC40とシリアル信号を授受するシリアル信号表H1は、操作パネル10が入力する信号Q2,3はそれぞれランプLP2,LP3のランプ表示信号となり、操作パネル10が出力する信号I2,I5はそれぞれ選択スイッチSS2,押しボタンスイッチPB3の操作スイッチの信号となり、信号Q1,I1,I3,I4は無しとなる。そして、これらのランプ及び操作スイッチがシリアル信号線31,41によりPLC40と通信によりシリアル信号を授受する。
次に、切換部14の作用について第2の切換例に基づき説明する。
図4は、本発明の実施形態の操作パネル10の切換部14を説明する図である。
ランプLP1の接続先を切換える切換スイッチSW1は、接続点P1と接続点P1aが接続されている。これにより、ランプLP1は通信制御部11に接続され、通信接続部12を介して通信によりPLC40から入力するランプ表示信号に基づいて表示する。
選択スイッチSS1の接続先を切換える切換スイッチSW2は、接続点P2と接続点P2aが接続されている。これにより、選択スイッチSS1は通信制御部11に接続され、選択スイッチSS1の信号は通信接続部12を介して通信によりPLC40へ出力される。
押しボタンスイッチPB1の接続先を切換える切換スイッチSW3は、接続点P3と接続点P3bが接続されている。これにより、押しボタンスイッチPB1は接続部13に接続され、パラレル信号線42によりPLC40に接続される。そして、押しボタンスイッチPB1の信号は、接続部13を介してPLC40へ出力される。
押しボタンスイッチPB2の接続先を切換える切換スイッチSW4は、接続点P4と接続点P4aが接続されている。これにより、押しボタンスイッチPB2は通信制御部11に接続され、押しボタンスイッチPB2の信号は通信接続部12を介して通信によりPLC40へ出力される。
ランプLP2,LP3は、通信制御部11に接続され、通信接続部12を介して通信によりPLC40から入力するランプ表示信号に基づいて表示する。ランプLP4は、接続部13を介してPLC40から入力するランプ表示信号に基づいて表示する。
選択スイッチSS2及び押しボタンスイッチPB3は、通信制御部11に接続され、これらの操作スイッチの信号は通信接続部12を介して通信によりPLC40へ出力される。押しボタンスイッチPB4の信号は、接続部13を介してPLC40へ出力される。
これにより、接続部13におけるPLC40とパラレル信号を授受するパラレル信号表H2aは、操作パネル10が入力する信号Q11aはランプLP4のランプ表示信号となり、操作パネル10が出力する信号I11a,I13aはそれぞれ押しボタンスイッチPB1,PB4の操作スイッチの信号となり、信号Q10a,I10a,I12aは無しとなる。そして、これらのランプ及び操作スイッチがPLC40とパラレル信号線42により直接接続されてパラレル信号を授受する。
また、通信接続部12におけるPLC40とシリアル信号を授受するシリアル信号表H1aは、操作パネル10が入力する信号Q1a〜3aはそれぞれランプLP1〜LP3のランプ表示信号となり、操作パネル10が出力する信号I1a,I2a,I4a,I5aはそれぞれ選択スイッチSS1,SS2,押しボタンスイッチPB2,PB3の操作スイッチの信号となり、信号I3aは無しとなる。そして、これらのランプ及び操作スイッチがシリアル信号線31,41によりPLC40と通信によりシリアル信号を授受する。
以上のように、本実施の形態に係る操作盤30によれば、選択スイッチSS1及び押しボタンスイッチPB1,PB2の信号を、それぞれスイッチ切換部14bの切換え選択により通信制御部11と中継処理部23とを介してPLC40、又は直接PLC40のいずれかに接続可能に切換えることができるので、操作盤30とPLC40との間での操作スイッチのパラレル信号線42とシリアル信号線31,41との配分の自由度を高くすることができる。
また、ランプLP1のランプ表示信号をランプ切換部14aの切換え選択により通信制御部11と中継処理部23とを介してPLC40、又は直接PLC40のいずれかに接続可能に切換えることができるので、操作盤30とPLC40との間でのランプのパラレル信号線42とシリアル信号線31,41との配分の自由度を高くすることができる。
これらにより、本操作盤は、設備機械によっては重要度が高い動作に関する操作スイッチ及びランプの配置が異なることがあっても、PLC40との間での操作スイッチ及びランプの信号であるパラレル信号線42とシリアル信号線31,41との配分の自由度が高いので、汎用化して各種設備機械に共用することにより低コストの操作盤を提供することができる。
さらに、設備機械をある期間稼動後、仕様変更や生産性向上のために操作盤に新たに重要度が高い操作スイッチを追加改造する場合、従来は操作盤に新たに操作スイッチを取付け、制御装置とのパラレル信号線を追加するなどの改造工事が必要であった。本実施の形態に係る操作盤30によれば、使用していないシリアル信号の操作スイッチを、切換スイッチにより接続先を切換えることによりパラレル信号の操作スイッチに簡単に切換えることができる。このように、操作盤の改造時にも柔軟に対応できるので、設備機械改造時の操作盤の改造を低コスト化できる。
また、本実施の形態に係る操作盤30によれば、シリアル信号線として汎用のUSBケーブル及びイーサネットケーブルを用いるので、配線作業が容易である。
なお、上記実施形態では、ランプは4個、選択スイッチは2個、及び押しボタンスイッチは4個設けるとしたが、しかし、これに限らず、本発明の操作盤を適用する対象設備機械の仕様に基づき設ければよい。例えば、ランプは8個、選択スイッチは4個、及び押しボタンスイッチは12個設けるとしても良い。
また、上記実施形態では、切換部14は、ランプの接続先を切換えるスイッチは1個、選択スイッチの接続先を切換えるスイッチは1個、及び押しボタンスイッチの接続先を切換えるスイッチは2個設けるとしたが、しかし、これに限らず、本発明の操作盤を適用する対象設備機械の仕様に基づき設ければよい。例えば、ランプの接続先を切換えるスイッチは2個、選択スイッチの接続先を切換えるスイッチは2個、及び押しボタンスイッチの接続先を切換えるスイッチは2個設けるとしても良い。
さらに、上記実施形態では、タッチ操作可能なパネルコンピュータ20を有する構成としたが、しかし、これに限らず、本発明の操作盤を適用する対象設備機械の動作の制御が簡素な場合、パネルコンピュータ20を有しない構成でも良い。
加えて、上記実施形態では、ランプを4個設けるとしたが、しかし、これに限らず、本発明の操作盤を使用する設備機械の仕様により、ランプを設けない構成でも良い。
10:操作パネル、 11:通信制御部、 12:通信接続部、 13:接続部、 14:切換部、 14a:ランプ切換部、 14b:スイッチ切換部、 15:ランプ部(ランプ類)、 16:スイッチ部(スイッチ類)、 20:パネルコンピュータ(操作表示装置)、 21:操作表示部、 22:操作表示制御部、 23:中継処理部、 30:操作盤、 31:USBケーブル(シリアル信号線)、 40:プログラマブルコントローラ(制御装置)、 41:イーサネットケーブル(シリアル信号線)、 42:パラレル信号線、 H1,H1a:シリアル信号表、 H2,H2a:パラレル信号表、 LP1〜LP4:ランプ、 PB1〜PB4:押しボタンスイッチ(操作スイッチ)、 SS1,SS2:選択スイッチ(操作スイッチ)、 SW1〜SW4:切換スイッチ

Claims (2)

  1. 設備機械を動作させる複数の操作スイッチからなるスイッチ群と、
    前記設備機械の状態を表示する複数のランプからなるランプ群とを有し、
    前記設備機械の動作を制御する制御装置に接続して使用する操作盤において、
    前記スイッチ群の信号をパラレルで前記制御装置に接続し、且つ前記制御装置から出力されるランプ表示信号をパラレルで前記ランプ群に接続するパラレル信号線と、
    接続されるパラレルの前記スイッチ群の信号をシリアル信号に変換し、且つシリアル信号の前記ランプ表示信号をパラレル信号に変換して前記ランプ群に接続する通信制御部と、
    前記通信制御部と前記制御装置とを接続するシリアル信号線と、
    前記スイッチ群の信号のうち一部を、前記パラレル信号線又は前記通信制御部のいずれかに接続可能に切換えるスイッチ切換部と、
    前記ランプ群の信号のうち一部を、前記パラレル信号線又は前記通信制御部のいずれかに接続可能に切換えるランプ切換部とを備えたことを特徴とする操作盤。
  2. 前記シリアル信号線は、USBケーブル又はイーサネットケーブルからなることを特徴とする請求項1に記載の操作盤。
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